Задолго до того, как стелс-технологии стали мейнстримом, SR-71 Blackbird полагался на скорость и высоту, а не на полную невидимость. Но настоящий прорыв случился благодаря советскому математику Петру Уфимцеву. В 1971 году он опубликовал работу о том, как электромагнитные волны рассеиваются на рёбрах. На Западе её долго игнорировали, но инженер Lockheed Skunk Works Денис Оверхолсер понял: эту теорию можно применить для радикального снижения эффективной площади рассеяния (RCS). Так родился F-117 Nighthawk.
RCS — это, грубо говоря, размер «отражения» цели на радаре. У F-15 он составлял около 12 м², у человека — 1 м², а у F-117 — от 0.01 до 0.1 м². Чтобы так сильно его уменьшить, нужно было научиться считать рассеяние волн для сложной формы. Прямое решение уравнений Максвелла в 1970-х было невозможно: для сетки из 1000 вершин требовалось решать систему из 9 миллионов уравнений, а памяти в лучших компьютерах было около 1 МБ.
Инженеры нашли выход в Physical Optics (PO). Этот метод использует три упрощения: поверхность считается идеальным проводником — материал не нужно моделировать; учитывается только освещённая сторона объекта — тени игнорируются; поля рассеиваются зеркально — как от зеркала. Точность страдает, но расчёты резко ускоряются. Формула для рассеянного поля сводится к интегралу по освещённой поверхности, где главную роль играет разность фаз между отражениями от разных участков. Именно эта интерференция может гасить или усиливать сигнал.
Ключевое открытие оптимизации на основе PO: лучшая форма для стелса — плоские грани, а не кривые поверхности. Сфера — худший вариант, как диско-шар: какой-то её участок всегда отразит свет обратно. Плоская же поверхность отклоняет энергию в сторону. Именно поэтому F-117 и Nighthawk такой угловатый. У этого есть цена: самолёт был нестабильным в полёте — его прозвали «Wobbly Goblin», и удержать его в воздухе могла только компьютерная система управления.